余热余压利用相关技术介绍
一：概述
1.1：概念：
余热余压：是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。
余热余压利用工程：主要是从生产工艺上来改进能源利用效率，通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。这类工程除了一次性投资较高外，在余热余压利用过程中，使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同，给余热余压利用带来较大困难。
1.2利用领域介绍：（与我公司有关）
（1）在钢铁行业，逐步高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电－燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。
（2）在有色金属行业，推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。
（3）在煤炭行业，推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。
（4）在化工行业，推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。
（5）在电力行业，推广热电联产，热电冷联供等技术，提高电厂综合效益。
（6）在其他行业中，玻璃生产企业也推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电－制冷设备；推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失；引进先进节能设备及材料，淘汰落后的高能耗设备。在纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用，鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。
1.3发展前景：
（1）由于一次性投资较高，部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展，尤其是中小型企业。
（2）余热余压利用不仅节能，还有利用环境保护，是企业实现循环经济的新尝试，随着余热余压利用新技术的推广，余热余压利用必将有着广阔的应用前景。
二：工业余热
2.1资源特点
（1）余热资源属于二次能源，是一次能源或可燃物料转换后的产物，或是燃料燃烧过程中释放的热量在完成某一工艺过程后剩下的热量。按照温度品位，工业余热一般分为600℃以上的高温余热，300~600℃的中温余热和300℃以下的低温余热三种;按照来源，工业余热又可分为：烟气余热，冷却介质余热，废汽废水余热，化学反应热，高温产品和炉渣余热，以及可燃废气、废料余热。
（2）余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样，从利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定;余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质;余热利用装置受场地等固有条件限制。
因此工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣，要求有稳定的运行范围，能适应多变的工艺要求，设备部件可靠性高，初期投入成本高。从经济性出
发，需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置，以提高余热利用系统设备的效率。
2.2 工业余热利用技术
余热温度范围广，能量载体形式多样，又由于所处环境和工艺流程不同及场地固有条件的限制，设备型式多样，如有空气预热器，窑炉蓄热室，余热锅炉，低温汽轮机等。工业余热回收利用有多种分类方式，根据余热资源在利用过程中能量的传递或转换特点，可以将国内目前的工业余热利用技术分为热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。
2.2.1. 热交换技术
余热回收应优先用于本系统设备或本工艺流程，尽量减少能量转换次数。对余热的利用不改变余热能量的形式，只是通过换热设备将余热能量直接传递给自身工艺的耗能流程，降低一次能源消耗的技术设备，可统称为热交换技术，这是回收工业余热最直接、效率较高的经济方法，相对应的设备是各种换热器，既有传统的各种结构的换热器、热管换热器，也有余热蒸汽发生器(余热锅炉)等。
(1)间壁式换热器
工业用的换热器按照换热原理基本分为间壁式换热器、混合式换热器和蓄热式换热器。其中间壁式和蓄热式是工业余热回收的常用设备，混合式换热器是依靠冷热流体直接接触或混合来实现传递热量，如工业生产中的冷却塔、洗涤塔、气压冷凝器等，在余热回收中并不常见。
间壁式换热器主要有管式、板式及同流换热器等几类，管式换热器虽然热效率较低，平均仅26%~30%，紧凑性和金属耗材等方面也逊色于其他类型换热器，但它具有结构坚固、适用弹性大和材料范围广的特点，是工业余热回收中应用最广泛的热交换设备。冶金企业40%的换热器设备为管式换热器，允许入口
烟气温度达1 000℃以上，出口烟温约600℃，平均温差约300℃。
板式换热器有翅片板式、螺旋板式、板壳式换热器等，与管式换热器相比，其传热系数约为管壳式的二倍，传热效率高，结构紧凑，节省材料。冶金行业的联合、中小企业多采用板式换热器预热助燃空气，热回收率平均为28%~35%，入口烟气温度700℃左右，出口温度达360℃。但由于板式换热器的使用温度、压力比管式换热器的限制大，应用范围受到限制。
对于各种工业炉窑的高温烟气回收，还常采用同流热交换器，主要有辐射式和对流式两类，应用较为广泛，多用在均热炉、加热炉等设备上回收烟气余热，预热助燃空气或燃料，降低排烟量和烟气排放温度。常见的辐射同流换热器入口烟气温度可达1 100℃以上，出口烟气温度亦高达600℃，可将助燃空气加热到400℃，助燃效果好;温度效率可达40%以上，但热回收率较低，平均在26%~35%。
(2)蓄热式热交换器
蓄热式热交换设备原理是冷热流体交替流过蓄热元件进行热量交换，属于间歇操作的换热设备，适宜回收间歇排放的余热资源，多用于高温气体介质间的热交换，如加热空气或物料等。
根据蓄热介质和热能储存形式的不同，蓄热式热交换系统可分为显热储能和相变潜热储能。显热储能应用已久，简单换热设备如常见的回转式换热器，复杂设备如炼铁高炉的蓄热式热风炉。由于显热储能热交换设备储能密度低、体积庞大、蓄热不能恒温等缺点，在工业余热回收中有局限性。相变潜热储能换热设备利用蓄热材料固有热容和相变潜热储存传递能量，高出显热储能设备至少一个数量级的储能密度，因此在储存相同热量的情况下，相变潜热储能换热设备比传统蓄热设备体积减少30%~50%。
此外，热量输出稳定，换热介质温度基本恒定，换热系统运行状态稳定是相
变潜热储能换热设备的另一优点。相变储能材料根据其相变温度大致分为高温相变材料和中低温相变材料，前者相变温度高、相变潜热大，主要是由一些无机盐及其混合物、碱、金属及合金等和陶瓷基体或金属基体复合制成，适合于450~1 100℃及以上的高温余热回收，应用较为广泛;后者主要是结晶水合盐或有机物，适合用于低温余热回收。
(3)基于热管的换热设备
热管是一种高效的导热元件，通过全封闭真空管内工质的蒸发和凝结的相变过程以及二次间壁换热来传递热量，属于将储热和换热装置合二为一的相变储能换热装置。热管导热性优良，传热系数比传统金属换热器高近一个量级，还具有良好的等温性、可控制温度、热量输送能力强、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、无外加辅助动力设备等一系列优点。热管工作需要根据不同的使用温度选定相应的管材和工质。其中碳钢—水重力热管的结构简单、价格低廉、制造方便、易于推广，使得此类热管得到了广泛的应用。实际应用中热管使用温度在50~400℃之间，用于干燥炉、同化炉和烘炉等的热回收或废蒸汽的回收，以及锅炉或炉窑的空气预热器。
(4)余热锅炉
采用蒸汽发生器，即余热锅炉回收余热是提高能源利用率的重要手段，冶金行业近80%的烟气余热是通过余热锅炉回收，节能效果显著。
余热锅炉中不发生燃烧过程，而是利用高温烟气余热、化学反应余热、可燃气体余热以及高温产品余热等，生产蒸汽或热水，用于工艺流程或进入管网供热。同时，余热锅炉是低温汽轮机发电系统中的重要设备，为汽轮机等动力机械提供做功蒸汽工质。
实际应用中，利用350~1 000℃高温烟气的余热锅炉居多，和燃煤锅炉的运行温度相比，属于低温炉，效率较低。由于余热烟气含尘量大，含有较多腐蚀
性物质，更易造成锅炉积灰、腐蚀、磨损等问题，因此防积灰、磨损是设计余热锅炉的关键。直通式炉型、大容积的空腔辐射冷却室、设置的密封炉墙、除尘室、大量振打吹灰装置都是余热锅炉为解决积灰、磨损问题在结构上的考虑。另外由于受生产场地空间限制，余热锅炉把换热部件分散安装在工艺流程各部位，而不是像普通锅炉一样组装成一体。
近十年随着节能减排工作的推进，国内主要余热锅炉设计制造企业加速发展，余热锅炉正朝着大型化、高参数方向发展，如有色冶金行业每小时蒸发量50 吨、工作压力4.2兆帕的余热锅炉，钢铁冶金行业每小时蒸发量100吨、工作压力12.5 兆帕的干熄焦余热锅炉等。此外，进一步提高锅炉传热效果、热利用率，减轻积灰、磨损等问题，在锅炉循环方式、受热面结构、锅炉内烟气流道及清灰方式等方面进行改造、革新是余热锅炉技术进步的主要内容。
2.2.2. 热功转换技术
热交换技术通过降低温度品位仍以热能的形式回收余热资源，是一种降级利用，不能满足工艺流程或企业内外电力消耗的需求。此外，大量存在的中低温余热资源采用热交换技术回收，效益并不显著。因此，利用热功转换技术提高余热的品位是回收工业余热的又一重要技术。
按照工质分类，热功转换技术可分为传统的以水为工质的蒸汽透平发电技术和低沸点有机工质发电技术。由于工质特性显著不同，相应的余热回收系统及设备组成也各具特点。目前主要的应用是以水为工质，以余热锅炉+蒸汽透平或者膨胀机组成低温汽轮机发电系统。
低温汽轮机发电可利用的余热资源主要是高于350℃的中高温烟气，如玻璃、水泥等建材行业炉窑烟气或经一次利用后降温到400~600℃的烟气，单机功率在几兆瓦到几十兆瓦，包括钢铁行业氧气转炉余热发电、烧结余热发电，焦化行业干熄焦余热发电，水泥行业低温余热发电等多种余热发电形式。但从余热资源的温度范围来看，该技术属于中高温余热发电技术。
此外，通过余热锅炉或换热器从工艺流程中回收的大量蒸汽，其中1兆帕左右的低压饱和蒸汽或热水占很大比例，大量剩余常被放散。目前这类低压饱和蒸汽发电利用，主要是采用螺杆膨胀动力机技术。该技术具有以下特点：可用多种热源工质作为动力源，适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液两相混合物，也适用于烟气、含污热水、热液体等;结构简单紧凑，可自动调节转速，寿命长，振动小;机内流速低，除泄露损失外，其他能量损失少，效率高;双转子非接触式的特性，运转时形成剪切效应具有自清洁功能、自除垢能力。
螺杆膨胀动力机属于容积式膨胀机，受膨胀能力限制，直接驱动螺杆膨胀动力机的热源应用范围为压力0.15~3.0兆帕、温度低于300℃的蒸汽或压力0.8兆帕以上、温度高于170℃的热水等，由于结构特点，螺杆膨胀动力机单机功率有限，多数在1 000千瓦以下，主要用于余热规模较小的场合。
2.2.
3. 制冷制热技术
(1)余热制冷技术
与传统压缩式制冷机组相比，吸收式或吸附式制冷系统可利用廉价能源和低品位热能而避免电耗，解决电力供应不足问题;采用天然制冷剂，不含对臭氧层有破坏的含氯氟类物质，具有显著的节电能力和环保效益，在20世纪末得到了广泛的推广应用。
吸收式和吸附式制冷技术的热力循环特性十分相近，均遵循“发生(解析)—冷凝—蒸发—吸收(吸附)”的循环过程，但吸收式制冷的吸收物质为流动性良好的液体，制冷工质为氨—水、溴化锂水溶液等，其发生和吸收过程通过发生器和吸收器实现;吸附式制冷吸附剂一般为固体介质，吸附方式分为物理吸附和化学吸附，常使用分子筛—水、氯化钙—氨等工质对，解析和吸附过程通过吸附器实现。
以溴化锂水溶液为工质的吸收式制冷系统应用最广泛，一般可利用
80~250℃范围的低温热源，但由于用水做制冷剂，只能制取0℃或5℃以上的冷媒温度，多用于空气调节或工业用冷冻水，能效比因制冷工质对热物性和热力系统循环方式的不同而有很大变化，实际应用的机组能效比多不超过2，远低于压缩式制冷系统。但是此类机组可以利用低温工业余热、太阳能、地热等低品位热能，不消耗高品质电能，在工业余热利用方面有一定优势。吸收式余热制冷机组制冷效率高，适用于大规模热量的余热回收，制冷量小可到几十千瓦，高可达几兆瓦，在国内已获得大规模应用，技术成熟，产品的规格和种类齐全。
吸附式制冷机的制冷工质对种类很多，包括物理吸附工质对、化学吸附工质对和复合吸附工质对，适用的热源温度范围大，而且不需要溶液泵或精馏装置，也不存在制冷机污染、盐溶液结晶以及对金属的腐蚀等问题。吸附式制冷系统结构简单，无噪音，无污染，可用于颠簸震荡场合，如汽车、船舶，但制冷效率相对低，常用的制冷系统性能系数多在0.7以下，受限于制造工艺，制冷量小，一般在几百千瓦以下，更适合低热量余热回收利用，或用于冷热电联产系统。
(2)热泵技术
工业生产中存在大量略高于环境温度的废热(30~60℃)，如工业冲渣水、油田废水等，温度很低，但余热量大，热泵技术常被用于回收此类余热资源。
热泵以消耗一部分高质能(电能、机械能或高温热能)作为补偿，通过制冷机热力循环，把低温余热源的热量“泵送”到高温热媒，如50℃以上的热水，可满足工农商业的蒸馏浓缩、干燥制热或建筑物采暖等对热水的需求。目前，热泵机组的供热系数在3~5之间，即消耗1 千瓦电能，可制得3~5千瓦热量，在一定条件环境下是利用略高于环境温度废水余热的经济可行的技术。
当前研制生产的大都是压缩式热泵，中型热泵正在开发，大型热泵尚属空白。压缩式热泵中以水源热泵技术应用最为广泛，可用于火电厂或核电厂循环水余热、印染、制药等行业的余热回收。例如，电厂以循环水作为热源水，通过热泵机组提升锅炉给水品位，使原有的锅炉给水由15℃提升到50℃，减少锅炉对燃煤
的需求量，达到节能降耗的目的。
综上所述，余热利用的技术设备种类繁多，但都有一定的适用条件，应当根据工业余热温度、余热量，结合生产条件、工艺流程、内外能量需求，选择合适的余热利用方式。
三：余热发电
余热发电的基本过程如下：
通过余热回收装置——余热锅炉将工业生产中排出的废气余热进行回收换热，产生过热蒸汽或饱和蒸汽推动汽轮机实现热能——机械能的转换，再带动发电机发出电能，并供给工业或生活中的用电负荷。
3.1余热发电的特点
余热发电是利用余热、余压或可燃性废气(液)、化学反应热、城市垃圾等低热值燃料发电或用热电冷联产的发电方式, 故也称资源综合利用发电。余热发电具有节约能源、保护环境的双重效益, 它具有以下特点:
(1) 余热发电必须坚持以热定电, 也就是说应根据生产用热的余压量或生产过程中产生的余热量来决定发电量, 以供热和余热利用为主, 发电为辅。排空发电或添加辅助燃料来发电既不经济而且会对环境造成污染, 这就失去了余热发电的意义。
(2) 余热发电机组经济运行中应依托大电网并网运行, 这样才能保证电力质量(周率、电压) 稳定和机组安全经济运行, 但电网发生故障后, 必要时也可孤立运行承担企业重要用电负荷。
3.2余热发电机组的选型及其系统
3.2.1背压式汽轮机及其热力系统
背压式汽轮机在余热发电中使用最为广泛。热力系统把经除氧器除氧的软化水送入锅炉, 产生合格的蒸汽(或发电厂供热蒸汽) , 然后把蒸汽送到汽轮机, 冲动汽轮机机组发电, 发电后的排汽送各用气车间。当汽轮发电机组发生故障, 企业用电由电网供给, 用汽可切换到减温减压供汽。由电厂供汽压差发电, 其热力系统更为简单。这种热力系统附属设备少, 维护检修方便, 热效率较高。
3.2. 2抽汽背压式汽轮机及其热力系统
抽汽背压式汽轮机在余热发电站中使用也较多, 来自锅炉或发电厂的蒸汽在第一级叶轮作功后,先抽去一部分供给需用汽压较高的车间, 其余蒸汽继续在汽轮机第二级叶轮作功, 然后供生产用汽压力要求较低的车间。当机组发生故障时, 企业用电由电网供给, 车间用汽可通过两只不同参数的减温减压器供汽。这种热力系统与背压式汽轮机系统相仿,附属设备也少, 维护检修方便, 并可向蒸汽用户提供两种不同参数的蒸汽。
3.2. 3调整抽汽式汽轮机及其系统
调整抽汽式汽轮机的热力系统是把锅炉产汽送汽轮机作功后, 抽出一部分供生产用汽, 并各抽出一路蒸汽供高压加热器、除氧器、低压加热器用汽, 以提供锅炉高品质的给水。其余发电后的蒸汽进入冷凝器。冷凝器的凝结水由凝给水泵经低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器送至锅炉。该系统比较复杂, 辅助设备较多, 但其热、电负荷互不制约, 即电负荷不变时, 热负荷高, 进冷凝器的蒸汽减少, 热负荷低时, 进冷凝器蒸汽就增加。它能满足热、电两种不同负荷的变化要求。
3.2.4发电机的选型
余热发电常用同步发电机和异步发电机, 在使用上各有其特点。
(1) 同步发电机并网运行安全可靠, 它既能提供有功功率又可提供无功功率。当企业功率因数较低时, 发电机就可多发无功功率以提高企业功率因数, 不必电容补偿。一旦电网发生故障, 发电机与电网解列后, 机组还可以孤立运行, 承担企业部分重要负荷。但同步发电机控制、保护及励磁系统比较复杂, 一次性固定投资也较高, 对运行操作人员的技术要求也较高。
(2) 同步发电机并网运行无需专门的励磁装置, 但需从电网吸收感性无功功率, 因此异步发电机必须用在无功功率比较富裕的地区, 或者装置必要的无功补偿, 否则可能影响当地电压水平。异步发电机实际是一种鼠笼型电动机, 当原动机(汽轮机或其它燃气轮机) 把电动机拖到同步转速以上时合闸并网, 异步电动机就变成发电机运行。异步发电机设备简单、投资省, 操作简单故一些发电厂或发电厂附近企业在设置余热(余压) 利用的小容量机组时通常可选用异步发电机组。
举例：
典型的水泥行业低温余热发电系统流程图如下图所示：
整个热力系统工艺流程是一个完整的水汽循环利用过程。在生产线窑尾、窑头各设置一台余热锅炉，用于与废气的热量交换，热交换后锅炉产生的过热蒸汽导入汽轮机做功，汽轮机带动发电机向外输出电能。做过功后的蒸汽经凝汽器冷凝成凝结水，经凝结水泵与闪蒸器出水汇合，通过锅炉给水泵增压进入AQC锅炉省煤器进行加热，经省煤器加热后的高温水分三路分别送到AQC炉汽包、PH炉汽包和闪蒸器内。进入两台锅炉汽包内的高温水在锅炉内循环受热，最终产生过热蒸汽，两路过热蒸汽汇集后进入汽轮机。进入闪蒸器的高温水根据闪蒸汽化原理（高温高压水进入低压空间后会部分瞬间汽化）产生一定压力的饱和蒸汽进入汽轮机后级辅助做功作用。做过功后的蒸汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与系统循环。循环过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水补充到系统中。
整套系统由八部分组成。
1. 余热锅炉，余热锅炉包括窑尾PH锅炉和窑头AQC锅炉，余热锅炉回收水泥窑头和窑尾的废气余热产生过热蒸汽或饱和蒸汽。
2.汽轮机发电机组，汽轮机多采用多级补汽凝汽式汽轮机，利用压力参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽导入汽轮机做工。发电机为三相交流同步发电机，采用同轴交流无刷励磁或静止可控硅励磁方式。
3.汽轮机排汽通过凝汽器冷凝成凝结水，经凝结水泵增压，通过管道进入汽封凝汽器加热，加热后的凝结水再通过管道与闪蒸器下降管来水汇合，作为锅炉给水泵进口给水经锅炉给水泵增压后通过锅炉给水管道送往AQC锅炉省煤器，提高锅炉给水温度后作为余热锅炉的给水。
4.循环冷却水。循环冷却水系统的作用主要是为凝汽器及其他冷却设备提供冷却循环用水，系统包括冷却水泵和一套机械强制通风立式冷却塔及相应的冷却水管道等根据实际需要，也可以采用自然通风逆流双曲线型冷却塔。在水资源缺乏的地区，也可以采用风冷凝汽技术。
5.化学水处理。化学水处理装置一般是采用离子交换方式来置换出原水中的阴阳离子，形成软化除盐水，作为发电系统的补充水。
6.DCS集散控制系统。余热发电机组采用先进、成熟的集散控制系统（DCS）进行控制、监视。
7.汽轮机综合控制系统。DEH控制系统的主要是控制汽轮发电机组的转速和功率，以满足安全供电的要求。系统具有转速控制回路、电功率控制回路、主汽压控制回路、超速保护回路等基本控制回路以及同期、调频限制、解耦运算、信号选择、判断等逻辑回路。
8.接入系统主接线。余热发电站发出的电能一般是并网但不上网，自发自用发电机发出的电能通过水泥工厂的总降压变电所向水泥生产的设备提供电能。
余热余压--是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。 利用余热余压是高耗能企业节能减排的重要举措，但目前在很多企业中仍未得到充分利用。本文研究余热余压利用现状和现有技术，并结合现场实例，提出了余热余压利用的实用性途径。 余热余压利用工程主要是从生产工艺上来改进能源利用效率，通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。作为“十一五”期间国家十大重点节能工程和建设节约型社会重点工程之一的“余热余压利用工程”及相关技术应用正逐步推广。但是目前，钢铁、煤炭、建材、化工、纺织、冶金等行业的余热余压以及其他余能仍未得到充分利用，主要原因在于利用余热余压的装置一次性投资过高和投资回报率较低。随着能源价格的节节升高，余热余压利用的投资回报逐渐被人们认可，余热余压利用对企业节能减排工作也日趋重要。 余热余热应用现状是除了一次性投资较高外，在余热余压利用过程中，使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同，给余热余压利用带来很多困难。许多企业限于投资或技术等难题，余热余压利用节能减排工程未能得到实施。 如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气，煤矿的煤层气，焦化企业的焦炉气等可燃副产气，大量放空，造成能源的严重浪费，同时也污染了环境。又例如，我国钢铁行业1000立方米以上高炉约110余座，有30座以上尚未配套炉顶压差(TRT)发电设备；有大型转炉的企业19家，中型转炉的企业42家，只有7家使用转炉负能炼钢技术。我国焦化炉干熄焦比例较低，干熄焦产量仅占机焦总产量的17.4%。低热值煤气燃气轮机可充分利用副产煤气，但一次性投资较大。我国现有日产2000吨以上新型干法窑水泥生产线225条，只有少数配装了余热发电装置。 主要技术 1、在钢铁行业，逐步推广干法熄焦技术、高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、转炉负能炼钢技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电－燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。 2、在有色金属行业，推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。 3、在煤炭行业，推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。到2010年，全国煤层气（煤矿瓦斯）产量达100亿立方米，其中，地面抽采煤层气50亿立方米，利用率100%；井下抽采瓦斯50亿立方米，利用率60%以上。 4、在化工行业，推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。 5、在其他行业中，玻璃生产企业也推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电－制冷设备；推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失；引进先进节
余热余压利用项目节能量计算 （1）采用溴化锂吸收式制冷技术，利用废热制取冷媒水替代冰机制冷项目，改造后停运7台活塞式冰机。 改造前7台活塞式冰机每小时用电量:7×190kW=1330kW 改造后溴化锂吸收式制冷机组配电设备每小时用电量:173.3kW 年运行小时:8000h 电折标系数: 0.366kgce/kWh 节电折标量：（1330-173.3）×8000×0.366/1000=3387 tce （2）利用工艺废热加热锅炉除氧水 两期合成供给热：循环机铭牌 出塔气量： 13350NM 3/tHN 3 小时氨产量：16.5 tHN 3 /h 水冷器进口温度：94℃ 出口温度：34℃ C P =7.6kcal/kmil ℃ Q=601868.46.75.16133504.221?????℃=1.877×107 kJ/h(△T=94-34=60) Q 节约=120×1000×(52-15)×4.1868=1.859×107 kJ/h m 节蒸汽=03 .4409.276218590000-=8003kg\h 实际节约为:7.6t\h 年节能量=7.6×8000=60800t 蒸汽/年×128.6=7818.88tce 依据： 1、2007年1月-2008年4月,除氧水150m 3/h 除氧进口温度25℃,出口95℃。 2、2008年5-8月170 m 3/h ，15℃，95℃。
3、2008年9月-2009年6月200 m3/h，15℃，95℃。 4、回收热水：锻烧28t/h、脱碳5t/h、重灰2t/h、干铵3t/h，以上四项合计约40 t/h，温度为100℃。 5、回收热量= () 4.0 03 . 440 9. 2762 2.4 95 100 1000 40 = - ? - ? ?T ①=()() 水 汽T T T k / 103 .0 150 5. 15 4.0 2.4 15 95 1000 40 150 = ÷ = - ? - ? ? - ②=()() 水 汽T T k / 108 .0 170 8. 18 4.0 2.4 15 95 1000 40 170 = ÷ = - ? - ? ? - ③=()()() 水 汽T T k / 075 .0 200 8 7. 22 4.0 2.4 15 95 1000 40 200 = ÷ - = - ? - ? ? - （3）采用无动力氨回收技术回收氨项目 采用无动力氨回收改造现等压回收氨以节约动力和蒸氨蒸汽， 并增加回收合成氨量。 改造前氨回收蒸汽流量平均 4.08 t/h，年蒸汽用量=4.08×8000=32640 t/a；改造后无蒸汽消耗，节约蒸汽量为32640t/a。 蒸汽折标系数：128.6kgce/t 节约蒸汽折标量：32640×128.6/1000=4197.5 tce 改造前因稀氨水膨胀外排 6.27 m3/h，年外排氨水折合成氨量6.27×16×17/20×8000=682 t/a；改造后无外排废水，节约合成氨量为682 t/a。 2007年吨合成氨综合能耗：1.699tce/t（实际统计数据） 节约合成氨折标量：682×1.699=1158.7 tce 节蒸汽和氨折标量为：4197.5+1158.7=5356 tce （4）采用涡轮机组回收脱碳余压位能项目 改造后1#脱碳增加一台水力透平发电机，每小时发电160kW,相当于节电160kWh；2#脱碳安装一台水力透平涡流泵，停掉1台配电机200kW的贫液泵，相当于节电200kWh。
余热回收技术 1、热管余热回收器 热管余热回收器即是利用热管的高效传热特性及其环境适应性制造的换热装置，主要应用于工业节能领域，可广泛回收存在于气态、液态、固态介质中的废弃热源。按照热流体和冷流体的状态，热管余热回收器可分为：气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。按照回收器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。 2、间壁式换热器 换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。常见间壁式换热器如：冷却塔(或称冷水塔) 、气体洗涤塔(或称洗涤塔) 、喷射式热交换器、混合式冷凝器。 3、蓄热式换热器 蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备，一般用于对介质混合要求比较低的场合。换热器内装固体填充物，用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。
蓄热式换热分两个阶段进行。第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业，如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。 4、节能陶瓷换热器 陶瓷换热器是一种新型的换热设备，在高温或腐蚀环境下取代了传统的金属换热设备。用它的特殊材质——SIC质，把窑炉原来用的冷空气变成了热空气来达到余热回收的目的。由于其可长期在浓硫酸、盐酸和碱性气、液体中长期使用。抗氧化，耐热震，高温强度高，抗氧化性能好，使用寿命长。热攻工业窑炉。把换取的热风作为助燃风送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧，可节能25%-45%，甚至更多的能源。 5、喷射式混合加热器 喷射式混合加热器是射流技术在传热领域的应用，喷射式混合加热器是通过汽、水两相流体的直接混合来生产热水的设备。喷射式混合加热器具有传换效率高，噪音低（可达到65dB以下），体积小，安装简单，运行可靠，投资少。利用喷射式混合加热器回收发电厂、造纸厂、化工厂的余热，加热采暖循环水
余热余压利用相关技术介绍 一：概述 1.1：概念： 余热余压：是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。 余热余压利用工程：主要是从生产工艺上来改进能源利用效率，通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。这类工程除了一次性投资较高外，在余热余压利用过程中，使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同，给余热余压利用带来较大困难。 1.2利用领域介绍：（与我公司有关） （1）在钢铁行业，逐步高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电－燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。 （2）在有色金属行业，推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。 （3）在煤炭行业，推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。 （4）在化工行业，推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。 （5）在电力行业，推广热电联产，热电冷联供等技术，提高电厂综合效益。
（6）在其他行业中，玻璃生产企业也推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电－制冷设备；推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失；引进先进节能设备及材料，淘汰落后的高能耗设备。在纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用，鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。 1.3发展前景： （1）由于一次性投资较高，部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展，尤其是中小型企业。 （2）余热余压利用不仅节能，还有利用环境保护，是企业实现循环经济的新尝试，随着余热余压利用新技术的推广，余热余压利用必将有着广阔的应用前景。 二：工业余热 2.1资源特点 （1）余热资源属于二次能源，是一次能源或可燃物料转换后的产物，或是燃料燃烧过程中释放的热量在完成某一工艺过程后剩下的热量。按照温度品位，工业余热一般分为600℃以上的高温余热，300~600℃的中温余热和300℃以下的低温余热三种;按照来源，工业余热又可分为：烟气余热，冷却介质余热，废汽废水余热，化学反应热，高温产品和炉渣余热，以及可燃废气、废料余热。 （2）余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样，从利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定;余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质;余热利用装置受场地等固有条件限制。 因此工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣，要求有稳定的运行范围，能适应多变的工艺要求，设备部件可靠性高，初期投入成本高。从经济性出
★新型高温炉渣余热回收技术研究分析及对策建议 2012年7月，国务院正式发布《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，在重点发展方向和主要任务中明确提出“积极开发和推广用能系统优化技术，促进能源的梯次利用和高效利用”，确定了“中低品位余热余压回收利用技术”作为高效节能产业发展的重大行动之一。为了贯彻落实国家节约能源，保护环境的政策，建设资源节约型社会和环境友好型社会，实现可持续发展的战略目标，六院自筹资金积极开展冶炼炉渣余热回收利用技术研究。 目前我国主要采用水淬工艺处理高温炉渣。水冲渣之后产生大量蒸汽，同时生成污染性酸性气体。蒸汽直接排入大气无法进行热量回收，酸性气体造成大气的污染。由于冲渣后的水温度较低，是一种很难高效利用的低品位热源，使用热泵等技术进行利用效率低、污染大且很难在短期内回收投资。冶炼炉渣显热为高品位余热资源，有很高的回收价值，随着国际竞争的日益加剧和能源的持续紧缺，冶金行业面临着多项维系可持续发展战略的问题，其中如何高效地回收冶炼炉渣显热是其中的重要问题之一，因此有必要转变思路采用环保高效的余热利用工艺进行余热回收。 六院十一所成功开发出一种新型高温炉渣余热回收技术——离心空气粒化结合两级流化床余热回收工艺，该工艺能够高效环保地进行炉渣的余热回收，代表了国际上最为先进的高温炉渣余热吸收工艺。 一、国内外相关研究开展情况 高温炉渣余热回收的工艺主要有湿法工艺和干法工艺两种。湿法工艺是指用水或水与空气的混合物使熔融渣冷却，然后再运输的方案，一
般也称为水淬工艺。干法工艺即依靠高压空气或其他方法实现熔融金属冷却、粒化的工艺。湿法处理工艺是将高炉渣作为一种材料来加以利用，并没有对其余热量进行充分的利用。从节能和环保的角度来看，湿法工艺都无法避免处理渣耗水量大的问题。干式粒化工艺是在不消耗新水的情况下，利用高炉渣与传热介质直接或间接接触进行的高炉渣粒化和显热回收的工艺，几乎没有有害气体排出，是一种环境友好的新式处理工艺。 （一）国外研究状况 20 世纪70年代，国外就已开始研究干式粒化炉渣的方法。前苏联、英国、瑞典、德国、日本、澳大利亚等国都开展过高温炉渣(包括高炉渣、钢渣等) 干式粒化技术的研究。日本钢管公司（NKK）开发的转炉钢渣风淬粒化工艺和双内冷却转筒粒化工艺因为处理能力不高、运行不稳定、粒度不均匀等缺点不适合在现场大规模连续处理高炉渣。英国克凡纳金属公司(KvaernerMetals)提出转杯离心粒化气流化床热能回收技术，该法因为热量回收效率高，粒化后渣质量较好，粒度均匀，强度较高，粒径小于2mm等优势具有较好的发展前景。该法曾经于20世纪80年代初期在英国钢铁公司年产1万吨的高炉上进行了为期数年的工业试验，未实现大范围的工业化应用。澳大利亚也对该法的粒化和传热过程进行过一些数值计算和实验研究工作。对高炉渣中显热的回收目前在国际上仍然处于工业试验性阶段，还没有任何一种干式处理工艺实现了工业应用，但已有的各类技术研究积累了很多相关的理论知识和实践经验。 （二）国内研究状况 目前，国内冶金企业对于高温炉渣全部采用水淬工艺进行处理。高
POWER SUPPLY TECHNLLOGIES AND APPLICATIONS 火力发电厂烟气余热利用的分析及运用 郭洪远 (宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏灵武750400) 【摘要】由于目前水资源、能源紧缺、环境日益恶化等等状况，合理有效的利用电厂的烟气余热，提高火电机组的效率，减少煤耗是节能的主要且重要的措施之一。在火力发电厂中，锅炉的排烟余热问题一直是困扰人们的一个问题。本文对发电厂烟气余热利用的途径进行了分析，重点研究了利用烟气余热来加热凝结水的系统。研究表明，设置烟气余热系统，可大大提高火力发电厂热效率，降低煤耗，增加发电量，具有一定的经济效益和社会效益。因此在电厂优化设计中，合理有效的利用火电厂的烟气余热，提高机组运行效率，节约用水，减少煤耗，是节能的关键。 【关键词】烟气余热；优化设计；提高效率；节能 引言 由数据统计可知，在火力发电厂中，锅炉的排烟热损失大约占锅炉热损失的70%，随着锅炉运行时间的增加，受热面污染程度也随之增加，排烟温度要比设计温度高大约25℃，在我们国家，存在着很多锅炉投运时间较长、排烟温度较高甚至达到200℃的火电机组。如果能够合理的利用工艺和新技术来降低锅炉排烟温度，回收利用排出的烟气余热，将较大程度上降低火力发电厂的煤耗，达到节约能源的目的。 1.烟气余热利用的状况 目前，国外已经把火电机组的排烟温度设计为大约100℃，比之前的排烟温度值大大降低，在近几年来国外建立火电厂的共同特点有： （1）烟气的最终排放并不是通过常见的专用烟囱，而是通过自然风冷却塔排人大气之中。 （2）增添了烟气热量回收的环节，即在烟气脱硫装置和除尘器之间的烟道上安装了烟气冷却器，回收的热量用于凝结水的加热。
如何实现余热余压的回收 余热余压是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。 一、什么是余热余压? 余热余压利用工程主要是从生产工艺上来改进能源利用效率，通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。作为“十一五”期间国家十大重点节能工程和建设节约型社会重点工程之一的“余热余压利用工程”及相关技术应用正逐步推广。但是目前，钢铁、煤炭、建材、化工、纺织、冶金等行业的余热余压以及其他余能仍未得到充分利用，主要原因在于利用余热余压的装置一次性投资过高和投资回报率较低。随着能源价格的节节升高，余热余压利用的投资回报逐渐被人们认可，余热余压利用对企业节能减排工作也日趋重要。 余热余压应用现状 除了一次性投资较高外，在余热余压利用过程中，使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同，给余热余压利用带来很多困难。许多企业限于投资或技术等难题，余热余压利用节能减排工程未能得到实施。 如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气，煤矿的煤层气，焦化企业的焦炉气等可燃副产气，大量放空，造成能源的严重浪费，同时也污染了环境。又例如，我国钢铁行业1000立方米以上高炉约110余座，有30座以上尚未配套炉顶压差(TRT)发电设备;有大型转炉的企业19家，中型转炉的企业42家，只有7家使用转炉负能炼钢技术。我国焦化炉干熄焦比例较低，干熄焦产量仅占机焦总产量的17.4%。低热值煤气燃气轮机可充分利用副产煤气，但一次性投资较大。我国现有日产2000吨以上新型干法窑水泥生产线225条，只有少数配装了余热发电装置。 二、余热余压回收利用的主要技术 1、钢铁行业 逐步推广干法熄焦技术、高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、转炉负能炼钢技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电-燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。 2、有色金属行业 推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。 3、煤炭行业 推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。到2010年，全国煤层气(煤矿瓦斯)产量达100亿立方米，其中，地面抽采煤层气50亿立方米，利用率100%;井下抽采瓦斯50亿立方米，利用率60%以上。 4、化工行业 推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。 5、其他行业 玻璃生产企业也推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电-制冷设备;推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失;引进先进节能设备及材料，淘汰落后的高能耗设备。在纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用，鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。 三、余热余压回收利用案例
描述 蒸汽锅炉压差发电节能技术 全国的热电公司承担着对外供应蒸汽和热水的业务。他们的运行方式一般是： 1、由热电公司自己的换热站置换成热水或冷水供给用户，这一部分需要对蒸汽降压使用。 2、把蒸气直接供给用户用于生产需要或自行换热采暖。有相当的一部分需要降压使用热力公司外供蒸气和换热站对蒸汽参数的要求是各有不同的。 在供热锅炉和热水\汽用户之间对蒸汽和热水的温度\压力要求不同。常常有0.8-1兆帕的压力差白白的浪费掉，可以利用它发电。不影响用户用汽和热。使用我们已经掌握的蒸汽锅炉压差发电节能技术，对锅炉供热系统进行技术改造，采用小型背压机组根据不同用户需要的蒸气压力差，进行热能-电能的转换以获取低成本的电能，实现了能源的梯级利用，减少厂用电，增加外供电量。该项目具有投资小、收益大，具有节能增值，以较少的成本增加和较低煤耗情况下，增加单位的经济效益。 国家在《热电联产项目可行性研究技术规定》［2000］1268号文件规定：“单台锅炉额定蒸发量≥20t／h，参数为次中压及以上，热负荷年利用小时≥4000小时的较型集中供热锅炉房，经技术经济比较具有明显经济效益的，应改造成为热电厂”。修订后的《中华人民共和国节约能源法》第三十二条规定：“电网企业应当按照国务院有关部门制定的节能发电调度管理的规定，安排清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热余压发电的机组以及其他符合资源综合利用规定的发电机组与电网并网运行，上网电价执行国家有关规定。” 对现有的锅炉房实施锅炉蒸气压差发电节能技术改造、热电联产后向用户供热供汽，此举既满足了用户的需要，又可使供热公司经济效益的提高。同时也能够因此工程的建设具有明显的经济、社会和环境效益，改善产业区的投资环境，对促进产业区的经济发展起着十分重要的作用。 例如：一家供热企业有5×20t／h百吨锅炉，对它的运行负荷进行分析，5台20t／h 工业蒸汽锅炉，其额定蒸汽压力为1.27MPa（g）而用户生产及空调所需蒸汽压力为0.70MPa （a），特别是采暖期所需汽水热交换器的用汽压力仅为0.2～0.5MPa（a），充分利用两者之间的压差发电，是本项取得节能的主要内容。 为了节约用地和考虑系统优化，宜在原有的5×20t／h锅炉房外侧加盖三层钢结构轻型厂房，并放置1400KW饱和蒸汽背压机组和相关设备。地平0.00米布置背压汽轮发电机组和水泵，有利于高压蒸汽管线的布局和走向。标高4.50米放置各种疏水泵和电气设备、值班计量室并做隔音处理。标高9.00安排汽水换热器和加热器，不需要盖顶棚以节约投资。 按区域内热负荷需求状况，统一考虑装机规模和装机方案，在保证供热发电运行安全性、可靠性的前提下，突出发电系统设计的技术先进、经济合理、洁净环保性能。工程设计和布置要与产业区的环境景观相协调，主要建筑物的设计要有时代感，突出美化景观的功效。 投资约700万元，发电0.7x108KWh度／年，按上网电价0.6元，收益420万元／年，设备寿命20-25年。经济效益十分显著。
冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用研究 摘要近些年来，随着经济社会的快速发展，国家对环境保护、节约资源、能源综合利用等提出了较高的要求。在北京市集中供热系统中，燃气锅炉得到了广泛的应用，而燃气锅炉所排放的烟气具有较高的温度，可以采取有效措施来降低烟气排放温度，并实现对烟气余热的有效回收，其不仅可以使燃气锅炉的供热效率得到有效提升，而且还可以达到比较理想的节能效果。本文将会以北京市某热源厂为例来对冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术进行探究。 关键词冷凝燃气锅炉；烟气余热；回收利用 如今，随着燃气锅炉在供热行业中的广泛应用，与燃煤锅炉相比具有热效率更高、污染更小等特点。在锅炉中天然气燃烧过程中，将会有大概92%左右能量转化为热量、7%左右为排烟热损失、1%左右表面散热损失掉。因此，做好烟气余热回收利用工作就显得尤为重要。通常情况下，很大一部分烟气中的余热存在于水蒸气中，在回收显热、降低烟气温度的同时，会有效回收烟气中的水蒸气潜热，从而实现烟气全热的正回收。烟气余热回收利用主要是以天然气为驱动源，借助回收型热泵机组，就能够使锅炉排烟从80℃降至30℃，从而使大量的水蒸气冷凝潜热被回收，这样既可以达到节省燃气锅炉燃气耗量的目的，而且还可以降低PM2.5雾霾形成物的排放，达到节能减排的双重效果。 1 冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术 1.1 利用换热器烟气余热回收技术 在烟气余热回收利用技术中，换热器是比较常用的设备，对其进行科学、合理的选择尤为关键，根据换热方式的差异，可以将烟气余热回收利用方式划分为直接接触式换热型、间接接触式换热型[1]。 （1）直接接触式换热器。直接接触式换热通常是以直接接触的方式来实现两种介质相互传热传质的过程。通常情况可以根据接触结构的不同划分为折流盘型、多孔板鼓泡型和填料型如图1所示。因为我国供热供回水温度相对比较高，导致直接接触式换热型换热器在烟气余热回收利用过程中并未得到广泛的应用。（2）间接接触式换热器。间接换热通常是指在被壁面分隔来的空间里冷热介质可以实现独立流动，并通过壁面来使实现冷热介质的换热。在烟气余热回收利用技术中，常用的间接接触式换热器有热管换热器、翅片管换热器和板式换热器. 1.2 利用热泵回收烟气余热技术 在燃气锅炉中，天然气燃烧过程中所产生的烟气露点在55—65℃之间，在进行回收烟气冷凝余热阶段，一般要求供热回水温度在烟气露点温度范围以内。一旦供热回水温度超过了烟气露点温度，则需要借助热泵回收烟气冷凝余热来实现预热供热回水。目前，在烟气余热回收利用过程中，吸收式热泵回收烟气余热
科研训练结题报告 指导教师：..苏泷 小组成员：..扬光 ..绿亮于..洋 项目专业：建筑环境与设备工程 项目名称：化工厂余热余压的处理 2013年9月
科研训练结题报告 摘要：介绍了化工厂企业在工业生产中余热余压资源利用的基本现状，探讨了各种余热余压利用技术的进展，分析了余热利用等方面存在的主要问题，为科学合理地进行余热余压利用提出了相关建议。关键词：余热余压利用化工企业低温热能余热锅炉热管吸收式热泵其他工质 一、引言 化工企业是维系人类社会发展进步的重要部门，化工产品与人类生活关系密切，从衣食住行等物质生活到文化艺术娱乐等精神生活都离不开化工产品。但是，化工企业又是当今污染大源、能耗大户的代名词，在能源消耗方面尤为突出，它们的热效率都很低，一般只有30％左右，而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量却达到40％～60％，其中可利用的余热约占燃料消耗量的三分之一。节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是一项极为紧迫的任务。回收余热降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义。同时，余热利用在对改善劳动条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，有的已成为工业生产中不可分割的组成部分。自上世纪六七十年代以来，世界各国余热利用技术发展很快。目前，我国的余热利用技术也得到了长足进步，但是与世界先进水平还有一定的差距，有一部分余热尚未被充分利用，有一部分余热在利用中还存在不少问题。
二、前期准备 虽然此科研训练与我们建筑环境与设备的专业所学的知识有联系，但是在完成科研训练的过程中碰到了很多超出我们所了解和掌握的知识范围的难题，所以我们花费了大量的时间和精力做准备工作。 第一阶段，我们通过查阅图书馆查阅了很多相关化工厂余热余压利用的文献和上网查找相关资料（《余热回收利用系统实用手册》机械工业出版社一色尚次著，《余热回收手册》中南工业大学出版社 R.J.GOLDSTICK著，《余热回收》天津科学技术出版社霍光云编）。 第二阶段，在我们查阅资料之后，我们再次联系了李老师，跟李老师汇报了我们所遇到的问题，李老师答疑解惑之后，还送了我们一本关于余热余压处理的博士生毕业论文让我们参考。 第三阶段，正式开始科研训练。 三、化工厂余热余压的处理 1 余热利用概述 余热属于二次能源，它是一次能源和可燃物料转换过程后的产物，是燃料燃烧过程中所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩下的热量。一般分成下列七大类：高温烟气余热、高温蒸汽余热、高温炉渣余热、高温产品余热(包括中间产品)、冷却介质余热、可燃废气余热、化学反应及残炭的余热、冷凝水余热等。常见的余热利用方法主要有：余热锅炉、热水法、预热空气、烟气一流体换热器、加工物料
能量回收系统
第一部分:能量回收系统介绍 压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中，压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%—35%。 根据行业调查分析，空压机系统5年的运行费用 组成：系统的初期设备投资及设备维护费用占到总费用的25%，而电能消耗（电费）占到75%，几乎所有的系统浪费最终都是体现在电费上。 根据对全球范围内各个行业的空气系统进行评估，可以发现：绝大多数的压缩空气系统，无论其新或旧，运行的效率都不理想—压缩空气泄漏、人为用气、不正确的使用和不适当的系统控制等等均会导致系统效率的下降，从而导致客户大量的能耗浪费。据统计,空气系统的存在的系统浪
费约15—30%。这部分损失，是可以通过全面的系统解决方案来消除的。 对压缩空气系统节能提供全面的解决方案应该从压缩空气系统能源审计 开始。现代化的压缩空气系统运行时所碰到的 疑难和低效问题总是让人觉得很复杂和无从下 手。其实对压缩空气系统进行正确的能源审计 就可以为用户的整个压缩空气系统提供全面的 解决方案。对压缩空气系统设备其进行动态管理，使压缩空气系统组件 充分发挥效能。 通过我们在压缩空气方面的专业的、全面的空气系统能源审计和分析采 取适合实际的解决方案，能够实现为客户的压缩空气系统降低 10%—50%的电力消耗，为客户带来新的利润空间。 经过连续近二十年的经济高速增长，中国已经成为全球制造业的中心，大规模的产量提升，造成巨大的资源消耗和能量需求，过快的发展正逐步制约国家经济实力的进一步提升，因此，2005年《国务院关于加强节能工作的决定》明确目标指出： ?到“十一五”期末（2010年），万元GDP能耗比“十五”期末降低20% 左右，平均年节能率为4.4%。 ?重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。 ?压缩机作为制造行业的能耗大户，受到越来越多的关注，节能潜力巨大。 ?压缩机在工矿企业的平均耗能占整个企业的约30%,部分行业的压缩机 耗电量占总耗电量的比例高达70% ?从投资成本结构分析，压缩机的节能重心在能耗上，针对于电机驱动类 型的压缩机，能耗可以近似等于电耗。 平均全球各地区平均使用空压机负荷的百分比
烟气节能器方案简要说明 xx公司在xx新建一条生产线，该生产线的一部分工艺采用天然气作为燃料进行加热，产生的废气目前通过烟道排出，浪费了部分能源。由于新厂地处东北，冬季气温低需要进行供暖，目前使用4台额定功率523kW的燃气常压热水锅炉提供热水满足供暖。为了充分利用能源，减少排放和生产成本，拟对生产线废气余热进行部分回收，以降低燃气常压热水锅炉的燃气消耗。 一、 概况 铁岭新厂共有两条生产线，均用天然气作为燃料进行供热。每条生产线使用后的废气流量为3000m3/h，温度约175℃，通过500×600mm的矩形烟道排放，烟道位置和走向如下图。 箭头所示位置可安装烟气节能器，上下距离约2000mm。 新厂车间供暖面积10000m2，办公区供暖面积2000m2，使用4台功率523Kw、天然气耗量53.5m3/h、进/回水温度85/60℃的燃气常压热水锅炉并联在供热管网的循环管路上进行供暖和供热，整个管网用一台流量187m3/h、扬程44m的离心泵驱动。
二、 烟气节能器 烟气热水器回收废气一部分余热，将一部分供暖循环水从60℃加热到85℃，用来代替部分天然气。换热器形式为管壳式，采用双金属复合管作为传热元件，水平装配。烟气从热水器的下方进入，从热水器的上方流出，供暖循环水从热水器的上方进入，从热水器的下方流出，形成逆向流动。烟气节能器的设计参数如下表： 节能器吊挂在烟道中间，烟侧进出口与烟道焊接在一起。节能器的上方有压缩气体吹扫口，在节能器下方的烟气入口处安装可抽出的规格为50目的单层不锈钢滤网。 三、 实施步骤
1.在厂房的主横梁上焊接水平梁，然后向上焊接斜拉梁，向 下焊接吊挂梁； 2.断开烟道，将节能器吊装到烟道中间，并与烟道焊接，同 时节能器的吊耳与吊挂梁进行焊接； 3.从供暖循环水主管引水管到节能器的进水和出水口，并用 法兰连接； 4.引一压缩空气管道连接到节能器附近并与吹扫口连接。 四、 节约燃气预测 序号项目单位数值 1 节能器换热功率kW 480 2 节能器每年工作时间h 2200 3 节能器年回收热量kJ 3.8×109 4 节约天然气量m313.35×104 2台节能器每年可节约天然气大约26.7×104立方米。 五、 经济效益简单预估 1.项目收益估算 注：采暖季按3个月计算，在东北通常是4个月 2.项目静态投资回收期估算
工业余热回收利用途径与技术 余热资源普遍存在，特别在钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，所以充分利用余热资源是企业节能的主要内容之一。 余热利用的潜力很大，在当前节约能源中占重要地位。余热资源按其来源不同可划分为六类：1高温烟气的余热2高温产品和炉渣的余热3冷却介质的余热4可燃废气、废液和废料的余热5废汽、废水余热6化学反应余热余热资源按其温度划分可分为三类： 7高温余热（温度高于500℃的余热资源）8中温余热（温度在200-500℃的余热资源）低温余热（温度 低于200℃的烟 气及低于100℃ 的液体） 行业余热资源来源占燃料消耗量的比例治金轧钢加热炉、均热炉、平炉、转炉高炉、焙烧窑等33％以上化工化学反应热，如造气、变换气、合成气等的物理显热；可燃化学热，如炭黑尾气、电石气等的燃料热15％以上建材高温烟气、窑顶冷却、高温产品等约40％玻搪玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑等约20％造纸烘缸、蒸锅、废气、黑液等约15％纺织烘干机、浆纱机、蒸煮锅等约15％机械煅造加热炉、冲天炉、热处理炉及汽锤排汽等约15％ 、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
钻井柴油机烟气余热回收利用装置 申请号/专利号：200920139896 本实用新型公开了一种钻井柴油机烟气余热回收利用装置，包括水罐以及盘管热交换器，盘管热交换器具有进气端与出气端，进气端与柴油机的排气管相连通；盘管热交换器还具有进水口与出水口，进水口与出水口之间连接着装有循环泵的循环水管路，循环水管路从油罐中穿过，水罐连接在循环水管路上。本实用新型结构简单，易于制造，利用柴油机排出的烟气余热加热油罐中的存油，达到了在冬季用０＃柴油替代－３５＃柴油、节能减排的目的，同时提高了井队冬季开钻工作效率，降低了井队运行成本。 申请日：2009年02月24日 公开日： 授权公告日：2010年01月06日 申请人/专利权人：新疆塔林石油科技有限公司 申请人地址：新疆维吾尔自治区克拉玛依市白碱滩区门户路100号 发明设计人：杜其江;何龙;李树新;田成建;林宣义;吕伟;姚庆元;尚玉龙;李建华;马伟;王琪 专利代理机构：乌鲁木齐新科联专利代理事务所有限公司 代理人：李振中 专利类型：实用新型专利 分类号：F02M31/16;F02G5/02;F01N5/02 点此查看跟该专利相关的主附图\公开说明书\授权说明书 烟气余热回收装置的利用 ２０１０年第１０期沿海企业与科技一一ＮＯ．１０．２０１０ｌ堂箜１２堇塑！￡Ｑ△曼坠坠量烈！垦！丛：墅墨竖趔坠錾！量丛堡Ｅ鱼匹垦丛丛Ｑ！！Ｅ蔓羔！垡丛婴坚！坐ｉ！曼！！塑Ｑ：１２主！烟气余热回收装置的利用梁著文〔摘要〕文章主要介绍锅炉排烟余热回收的必奏巨和利用方向。当今国内外烟气回收蓑王的应用情况。从设计角度提出设置
烟气余热回收装王（烟气冷却器）需要考虑的问题。并列举工程设计方案及其预期的节能效果。〔关键词〕烟气余热回收；低温腐蚀；节能〔作者简介】粱著文，广东省电力设计研究院，广东广州。５１００００〔中圈分类号〕ＴＭ６２１．２〔文献标识码〕Ａ〔文章编号〕１００７－７７２３（２０１０）１０－０１１１－０００３一、引言２．利用烟气余热干燥褐煤。其核心设备（干燥机滚筒）是稍微倾斜并可回转的圆筒体，湿物料从一端上部加入，干物料在另一端下部进行收集。约１５０。Ｃ的热烟气由迸料端或出料端进入，从另一端的上部排出，热烟气和物料以逆流或顺流的方式接触，出口烟气温度约降至１２０℃左右。３．安装防腐蚀管式换热器，用来加热厂房或是厂区的水暖系统热网循环水，以替代或部分替代常规的热网加热器，从而节省了热网加热器的加热蒸汽量，增加了发电量。４．利用烟气的余热加热凝结水，用来提高全厂的热效率，降低煤耗，增加电厂发电量。加热的方式主要有两个：一是直接加热方式，即安装烟气回热加热器，使烟气与凝结水直接进行热交换；二是间接加热方式，即安装烟气回热加热器及水水换热器，使烟气在闭式水和烟气回热加热器内进行热交换；吸收烟气余热后的闭式水进入水水换热器内与凝结水进行热交换，然后再将热量带入主凝结水系统，图ｌ为系统流程图。在火电厂的运行中，煤炭燃烧及各种用能设备、热能换热设备产生了大量的余热，然而这些能量多数都被浪费了。近些年来，在国家大力倡导“节能减排”能源利用政策的大环境下，国内某些电厂成功地设计安装了余热回收利用装置，给电厂带来很好的经济效益。对火力发电厂讲，锅炉热损失中最大的是排烟热损失。对小型锅炉，燃用高硫分煤时，排烟温度比较高，可以达到１８０—２２００Ｃ左右；中型锅炉排烟温度在１１０—１８０℃。一般来说，排烟温度每升高１５．２０。Ｃ，锅炉热效率大约降低１．ｏ％。因此，锅炉排烟是—个潜力很大的余热资源。二、烟气余热的利用方向烟气余热的利用方向主要可分为预热并干燥燃料、预热助燃空气、加热热网水、凝结水等。１．用水水换热的暖风器替代常规蒸汽暖风器，即以一次循环水为热媒，将在烟气侧吸收的热量释放给一、二次冷风。将进人预热器前的冷风预加热。以减少常规蒸汽暖风器辅助蒸汽用量。硝装置电功ｔｎ水牟龠圈１系统流程万方数据三、烟气余热回收装置在国内外的应用情况１．德国黑泵（Ｓｃｈｗａ眺Ｐｕｍｐｅ）电厂２×８００ＭＷ褐煤发电机组在静电除尘器和烟气脱硫塔之间加装了烟气冷却器，利用烟气加热锅炉凝结水。２．德国科隆Ｎｉｄｅｍｕｓｓｅｍｌ０００ＭＷ级褐煤发电机组采用分隔烟道系统充分降低排烟温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁通烟道中，在烟气热量足够的前提下引入部分烟气到旁通烟道内加热锅炉给水。３．日本的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式ＧＧＨ。烟气放热段的ＧＧＨ布置在电除尘器上游，烟气被冷却后进人低温除尘器（烟气温度在９０—１００℃左右）。４．外高桥电厂三期２×１０００ＭＷ机组进行了低温省煤器改造，低温省煤器布置在引风机后脱硫吸收塔前，根据性能考核报告，其节能效果明显。目前国内较多应用。器传热管的金属安全壁温Ｔａ。由于以上烟气酸露点的计算采用的是经验公式，但实际煤质及具体的运行情况会通常偏差较大，按锅炉厂的常规经验设计，一般会加５～ｌＯ℃的温度裕量作为金属安全壁温。如果在实际运行中通过取样检测能够获得较准确的烟气露点温度，可以相应调整烟气冷却器的金属安全壁温ｔａ。（三）传热管的堵灰问题低温受热面的积灰不仅会污染传热管表面，影响传热效率，严重时还会堵塞烟气流动通道，增加烟气流动阻力，甚至影响锅炉安全运行，而导致不得不停炉清灰。为保证烟气余热回收装置不发生堵塞，应保持传热管的积灰为干灰状态。因此，在电站锅炉烟气余热回收装置运行过程中，保证传热管金属温度高于烟气水蒸汽露点温度、传热管上不会造成水蒸汽结露至关重要。对于干灰的清理，可采取以下几方面的措施：１．烟道内烟气流动顺畅，在结构设计上不出现大量积灰源，同时保证吹灰器能吹到所有的管束，不留吹灰死角。２．烟气流动速度均匀，设计烟气流速高于ｌＯｍ／ｓ，使烟气在流动中具有一定的自清灰功能。３．采用成熟可
离心压缩机余热回收工程技术方案 编制单位： 编制日期：
目录 一、项目概况 (1) 二、项目建设的必要性 (1) 三、项目建设内容 (2) （一）项目设计原则 (2) （二）建设内容 (3) （三）工艺流程简述 (4) （四）产品特点............... 错误!未定义书签。 四、热工计算 (6) （一）基本参数 (6) （二）设计计算书 (6) （三）主要设备 (7) 五、经济效益分析 (10)
一、项目概况 有限公司现有三台空压机常年运行，空压机采用离心式两级压缩工艺，提供总容量为800Nm3/min,0.35MPa的压缩空气供生产使用，根据工艺和设备的要求，二级入口风温不可高于65℃。空压机压缩空气二级出口温度为夏季140℃，现生产工艺是将风温降到60℃以下。 有四台三级离心压缩空压机，提供总容量为730Nm3/min,0.75MPa的压缩空气供生产使用，根据工艺和设备的要求，二、三级入口风温不可高于65℃，空压机压缩空气三级出口温度夏季为140℃，现在的运行方式是将三级出口风温降到60℃以下外供。 二、项目建设的必要性 国民经济和社会发展第“十二五”规划纲要提出：“面对日趋强化的资源环境约束，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，健全激励和约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。” “十二五”期间的节能指标为：单位GDP能耗降低率为17%。在能源费用日趋增高的今天，节能降耗也是企业降低运行成本，提高经济效益的一个有效途径。 本项目中，空压机作为压缩空气的生产设备，在制取压缩空气的过程中，不可避免的要产生大量热量，受生产工艺的制约，